當(dāng)前位置:首頁 > 工業(yè)控制 > 《機(jī)電信息》
[導(dǎo)讀]摘要:輸電線路由于長期架設(shè)在野外,容易受到外力因素的破壞。在外力導(dǎo)致輸電線路受到破壞的幾種類型中,施工車輛碰線成為近年來主要的外破因素。對(duì)于外破常用的防治技術(shù)手段為加裝各類警示牌,但警示牌在夜間無法發(fā)揮警示作用。雷達(dá)探測技術(shù)與激光技術(shù)的多元化發(fā)展,給輸電線路防外破工作提供了新的思路。鑒于此,研究了輸電線路防外破技術(shù)手段存在的不足和相關(guān)裝置的功能缺陷,針對(duì)施工車輛碰線問題,提出了一種依托雷達(dá)及激光應(yīng)用技術(shù)并結(jié)合智能化聲光電預(yù)警裝置的防外破雙鑒預(yù)警系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)輸電線路隱患的防治。

引言

電力系統(tǒng)輸電線路所起的作用主要是遠(yuǎn)距離、高容量傳輸電能,隨著電網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展,現(xiàn)階段輸電線路縱橫交錯(cuò),電網(wǎng)已變得越來越復(fù)雜,輸電線路受到的外力破壞也逐年增多,輸配電線路運(yùn)行事故屢有發(fā)生。例如,地面超高施工機(jī)械和超高交通工具在行駛和操作過程中與帶電運(yùn)行的高壓輸配電線安全距離不足,造成放電或碰撞事故。目前,雖然"高壓危險(xiǎn)"的警示牌隨處可見,但警示牌存在夜間無法辨識(shí),失去警示作用的問題。此外,少數(shù)單位采用LED發(fā)光管或發(fā)光警示帶,此類產(chǎn)品功耗過大、安裝復(fù)雜,閃光強(qiáng)度較小,無聲音輔助預(yù)警,而且電力桿塔并無可用的市電交流電源。而發(fā)光牌或電子警示屏等裝置,往往是災(zāi)害事故發(fā)生之后才觸發(fā),缺乏主動(dòng)實(shí)時(shí)預(yù)警探測功能。城鎮(zhèn)道路與公路多樣性突出,有些地區(qū)夜晚環(huán)境噪聲較大,發(fā)光牌或電子警示屏等產(chǎn)品安裝高度不一,對(duì)于過往司機(jī)的警示能力較弱,無法有效發(fā)揮作用。

本文對(duì)微波雷達(dá)與激光應(yīng)用多重技術(shù)手段進(jìn)行有效融合,依據(jù)輸電線路實(shí)際工況,提出了一種新型預(yù)警系統(tǒng),它既能替代傳統(tǒng)警示牌,又能在災(zāi)害發(fā)生之前發(fā)出有效預(yù)警,且具備聲、光、電多種警示方式,能夠?qū)崿F(xiàn)隱患防治的目的。

1防外破雙鑒預(yù)警系統(tǒng)研究

1.1預(yù)警探測技術(shù)選用

目前,智能探測有幾種常用的技術(shù):被動(dòng)紅外探測技術(shù)、主動(dòng)紅外探測技術(shù)、激光探測技術(shù)、多普勒微波感應(yīng)技術(shù)。

(1)被動(dòng)紅外探測技術(shù):人體都有恒定的體溫,一般在37℃左右,會(huì)發(fā)出特定波長10μm左右的紅外線,被動(dòng)紅外探測器就是靠探測人體發(fā)射的10μm左右的紅外線而進(jìn)行工作的。被動(dòng)紅外探測器本身不發(fā)出信號(hào),只是被動(dòng)接收外界的紅外能量。當(dāng)人體移動(dòng)時(shí),人體溫度與周圍環(huán)境溫度存在差別,被動(dòng)探測器對(duì)這種差別的變化進(jìn)行處理后就會(huì)輸出報(bào)警信號(hào)。被動(dòng)紅外探測技術(shù)優(yōu)點(diǎn):本身不發(fā)出任何類型的輻射,器件功耗很小,隱蔽性較好,價(jià)格低廉。缺點(diǎn):容易受各種熱源、陽光源干擾:被動(dòng)紅外穿透力差,人體的紅外輻射容易被遮擋,不易被探測器接收:易受射頻輻射干擾:環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí),探測靈敏度明顯下降,有時(shí)會(huì)短時(shí)失靈。

(2)主動(dòng)紅外探測技術(shù):主動(dòng)紅外入侵探測器由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成,其中發(fā)射機(jī)由電源、發(fā)光源和光學(xué)系統(tǒng)組成,接收機(jī)由光學(xué)系統(tǒng)、光電傳感器、放大器、信號(hào)處理器等部分組成。主動(dòng)紅外探測器是一種紅外線光束遮擋型報(bào)警器。正常情況下,接收機(jī)收到的是一個(gè)穩(wěn)定的光信號(hào),當(dāng)有人入侵該警戒線時(shí),紅外光束被遮擋,接收機(jī)收到的紅外信號(hào)發(fā)生變化,提取這一變化,經(jīng)放大和適當(dāng)處理,控制器就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。圖1為某高速入口處安裝的紅外限高裝置。

(3)激光探測技術(shù):激光探測與紅外探測類似,激光對(duì)射探測器由激光發(fā)射機(jī)、激光接收機(jī)組成,以四束獨(dú)立的激光束為警戒線。激光束發(fā)射的角度小,光束集中且單位光束能量強(qiáng),目標(biāo)接收激光束的功率密度是紅外發(fā)光二極管光束的數(shù)倍,因而穿透雨、雪、霧、風(fēng)沙能力強(qiáng),極大地降低了誤報(bào)率。

(4)多普勒微波感應(yīng)技術(shù):也稱微波雷達(dá)(多普勒)感應(yīng)探測,基于電磁波的多普勒原理來實(shí)現(xiàn)。微波雷達(dá)對(duì)物體的移動(dòng)有快速反應(yīng),因此特別適用于快速行動(dòng)物體的偵測。這種探測方式與其他探測方式相比具有如下優(yōu)點(diǎn):非接觸探測:不受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光線等影響,適應(yīng)惡劣環(huán)境:抗射頻干擾能力強(qiáng):輸出功率僅有2~5mw,對(duì)人體不構(gòu)成危害:探測距離遠(yuǎn)。

綜上,本系統(tǒng)主要采用前置808nm激光對(duì)射及5.8GHz微波雷達(dá)感應(yīng)雙鑒探測方式,基于多普勒原理,以平板天線發(fā)射和接收微波高頻信號(hào),感知覆蓋范圍內(nèi)物體(人員、車輛、機(jī)具、飛鳥等)的相對(duì)移動(dòng)信號(hào),經(jīng)單片機(jī)嵌入式程序分析運(yùn)算安全距離后,對(duì)于具有危險(xiǎn)因素的超高車輛,立即發(fā)出聲、光、電警示信號(hào),防止誤碰、誤傷高壓線,保障輸電線路穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2防外破雙鑒預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

防外破雙鑒預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括前置裝置(一對(duì))及裝置本體兩部分,如圖2所示。

其中,前置裝置主要包括:10一光伏供電管理單元、11一前置雙鑒檢測單元(808nm激光對(duì)射/5.8GHz微波雷達(dá)感應(yīng))、12一RF433M遠(yuǎn)距離無線射頻發(fā)射單元。裝置本體主要包括:20一光伏供電管理單元、21一定時(shí)計(jì)數(shù)裝置、22一RF433M遠(yuǎn)距離無線射頻接收單元、23一多路開關(guān)處理控制單元、231一圖像抓拍取證單元、232一4GModem、233一LED頻閃控制器、234一LED發(fā)光警示牌、235一發(fā)聲控制單元、236一大功率揚(yáng)聲器、237一532nm激光警示線陣列。

2防外破雙鑒預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)

輸電線路防外破雙鑒預(yù)警系統(tǒng)工作原理如圖3所示。

(1)前置裝置安裝在距離電力線桿前15m的立桿上,其中光伏供電管理單元10內(nèi)置光伏電池組及太陽能板,將光能轉(zhuǎn)換為電能持續(xù)向前置雙鑒檢測單元11及RF433M遠(yuǎn)距離無線射頻發(fā)射單元12提供工作電源。

(3)前置雙鑒檢測單元11安裝在車輛限高的距離下(立桿頂部距離光纜弧垂最低點(diǎn)1~3m處),并持續(xù)向公路另一側(cè)發(fā)射不可見的多束紅外激光及5.8GHz微波雷達(dá)信號(hào),當(dāng)超高車輛超過此距離,將遮斷一束或多束激光,根據(jù)5.8GHz微波雷達(dá)發(fā)射脈沖和接收的時(shí)間差測算出超限距離,此時(shí)前置雙鑒檢測單元11向RF433M遠(yuǎn)距離無線射頻發(fā)射單元13發(fā)出有效報(bào)警信號(hào)。RF433M遠(yuǎn)距離無線射頻發(fā)射單元13接收到報(bào)警信號(hào)后,將此信號(hào)通過RF433M微波發(fā)送至RF433M遠(yuǎn)距離無線射頻接收單元33。

(3)如圖4所示,裝置本體中,懸掛在光纜的光伏供電管理單元30向多路開關(guān)處理控制單元23提供工作電源,多路開關(guān)處理控制單元23通過總線向裝置本體其他組件供電。

(4)裝置本體中,多路開關(guān)處理控制單元23向定時(shí)計(jì)數(shù)裝置21發(fā)出工作指令,定時(shí)計(jì)數(shù)裝置21開始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù),同時(shí)多路開關(guān)處理控制單元23通過并行接口分別向532nm激光線陣列237輸出控制信號(hào),控制持續(xù)發(fā)出激光陣列警示線:向發(fā)聲控制單元235輸出控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)大功率揚(yáng)聲器236發(fā)出警示音:向LED頻閃控制器333輸出控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光警示牌334閃爍發(fā)光:向圖像抓拍取證單元331輸出控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)抓拍現(xiàn)場圖像,并通過4GModem333向遠(yuǎn)程管理員發(fā)送現(xiàn)場圖像,便于后續(xù)追溯取證。

(5)裝置本體中,定時(shí)計(jì)數(shù)裝置31達(dá)到一個(gè)預(yù)設(shè)的定時(shí)周期后,通過多路開關(guān)處理控制單元33并行接口發(fā)出停止指令,重新進(jìn)入待機(jī)循環(huán)狀態(tài)。

3結(jié)語

本文依據(jù)當(dāng)前輸電線路防外力破壞的實(shí)際情況及常見的外破技防措施,研制了一套采用前置808nn激光對(duì)射以及5.8GHz微波雷達(dá)感應(yīng)的雙重探測預(yù)警系統(tǒng),并采用裝置本體與前置裝置分離的設(shè)計(jì),傳輸采用RF433M微波,實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害前預(yù)警、過程中報(bào)警以及事后全程影像取證。多種技術(shù)手段促使司機(jī)能在遠(yuǎn)距離及早發(fā)現(xiàn)光纜,及時(shí)采取避讓措施,有效避免事故的發(fā)生。

下一步研究重點(diǎn)將放在該系統(tǒng)的研發(fā)成本降低與現(xiàn)場安裝實(shí)施的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡化方面,并將該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用納入輸電線路防外破綜合治理的重要一環(huán)。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動(dòng)力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉